Архитектурные конструкции зданий
Несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных, взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции.
Основные части здания можно подразделить на следующие группы:
- несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании;
- ограждающие, разделяющие помещения, а также защищающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры;
- элементы, совмещающие и несущие, и ограждающие функции.
К основным частям здания относятся: фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.
Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.
Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.
Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название самонесущих.
Наконец, стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах лишь одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называют ненесущими.
Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.
Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.
По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.
Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.
Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.
Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.
Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует покрытие здания Мансардным этажом (или мансардой) называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.
В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.
Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.
Лестницы служат для сообщения между этажами. Из противопожарных соображений лестницы, как правило, заключаются в специальные, огражденные стенами, помещения, которые называются лестничными клетками.
Для освещения помещений естественным светом и для их проветривания (вентиляции) служат окна, а для сообщения между соседними помещениями или между помещением и наружным пространством - двери. В некоторых случаях при необходимости ввода в помещение крупного оборудования или средств транспорта помимо дверей устраивают еще и ворота.
Кроме вышеперечисленных, существует ряд конструктивных элементов (как, например, балконы, входные площадки, приямки у окон подвала и др.), которые нельзя отнести ни к одной из указанных групп.
ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ.
Фундаменты зданий и сооружений служат для передачи нагрузок на естественные или искусственные основания. Как правило, располагаются под землей. Поэтому подземная часть в проектировании зданий занимает особое место вследствие целого ряда факторов. Фундамент это одна из наиболее важных частей здания. От прочности и устойчивости фундаментов в значительной степени зависят общая прочность, устойчивость и деформативность здания. Сложность работы грунтов основания, многообразие и изменчивость факторов, влияющих на конструкции подземной части здания, определяют необходимость выявления, изучения и разработки конструктивных мероприятий, точно соответствующих требованиям грунтов. Фундаментная и подвальная части здания — самая трудоемкая и маломеханизированная область производства работ с низкой индустриальной сборностью конструкций. Постоянное увеличение объемов гражданского и, в особенности, жилищного строительства приводит к необходимости освоения районов со сложными грунтовыми условиями (неравномерно-сжимаемые, просадочные грунты, подрабатываемые территории). Широкое развертывание высотного строительства в районах со сложными грунтовыми и ветровыми режимами, разнообразными по величине и направлению нагрузками предопределяет особое внимание к конструированию элементов подземной части здания.В настоящее время в практике проектирования и научно-исследовательских работ появился широкий набор решений подземной части зданий, при этом учитываются особенности грунтов основания и конструктивной схемы здания.